DE102019109658A1 - GENERAL STRATEGY FOR REDUCING COLD START EMISSIONS - Google Patents

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Abstract

Ein System, das einen Ansatz für den Katalysatoraufwärmmodus vorsieht, ist auf mehrere Fahrzeuganwendungen einschließlich Hybridfahrzeuge anwendbar. Das System bestimmt die Abgasenthalpie unter Bedingungen, wie beispielsweise transiente Motordrehzahl und transiente Motorlast für einen Katalysator, der die Abgasleistung eines Motors aufnimmt. Mehrere Abgasparameter-Messvorrichtungen messen jeweils die in den Katalysator eintretenden Abgasbedingungen. Ein Prozessor empfängt die Ausgabe von jeder der Abgasparameter-Messvorrichtungen und berechnet kontinuierlich eine Enthalpie des Katalysators. Die berechnete Enthalpie des Katalysators wird wiederholt mit einem vorgegebenen Enthalpie-Schwellenwert verglichen, der erforderlich ist, um eine in einem Speicher gespeicherte Katalysatorabschaltung zu erreichen.

Figure DE102019109658A1_0000
One system that provides a catalyst warm-up mode approach is applicable to a number of vehicle applications, including hybrid vehicles. The system determines the exhaust enthalpy under conditions such as transient engine speed and transient engine load for a catalyst that receives the exhaust power of an engine. Several exhaust gas parameter measuring devices each measure the exhaust gas conditions entering the catalyst. A processor receives the output from each of the exhaust gas parameter measuring devices and continuously calculates an enthalpy of the catalyst. The calculated enthalpy of the catalyst is repeatedly compared to a predetermined enthalpy threshold required to achieve a catalyst shutdown stored in a memory.
Figure DE102019109658A1_0000

Description

EINLEITUNGINTRODUCTION

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf die Reduzierung der Kaltstartemission von Kraftfahrzeugmotoren und den Katalysatorbetrieb.The present disclosure relates to the reduction of the cold start emission of automotive engines and the catalyst operation.

Die Strategie zur Reduzierung der Kaltstartemissionen von Fahrzeugen wird normalerweise bei stabilen Motordrehzahlen und Lastbedingungen umgesetzt. Normalerweise ist eine vorbestimmte Zeit für die Katalysatoraufheizung eines Katalysators vor der Durchführung von Emissionsstrategien vorgesehen. Ein erhöhter Leerlauf des Motors unter Verwendung eines oder beider Zündverzögerer zusammen mit der Erhöhung der Motordrehzahl wird normalerweise für einen vorbestimmten Zeitraum durchgeführt, zum Beispiel etwa 10 bis 20 Sekunden, woraufhin angenommen wird, dass die Katalysatorabschaltung stattgefunden hat und Oxidations- und Reduktionsprozesse des Katalysators stattfinden.The strategy for reducing the cold start emissions of vehicles is normally implemented at stable engine speeds and load conditions. Normally, a predetermined time is provided for catalyst heating of a catalyst prior to the implementation of emission strategies. Increased idling of the engine using one or both of the ignition retarders together with the increase in engine speed is normally performed for a predetermined period of time, for example, about 10 to 20 seconds, whereupon it is assumed that the catalyst shutdown has taken place and oxidation and reduction processes of the catalyst take place ,

Neuere Antriebstechnologien können die Durchführung einer Emissionsreduzierung unabhängig vom Motorzustand erfordern, weshalb eine Katalysatorerwärmung während der transienten Motordrehzahl und -last erforderlich sein kann. Unter diesen Bedingungen ist die vorgegebene Zeitspanne für den erhöhten Leerlauf des Motors nicht verfügbar oder wird nicht erreicht, weshalb das eingestellte Ziel sowohl für die funkenverzögerte als auch für die akkumulierte Motordrehzahl nicht erreicht wird. Daher ist ein neuer Ansatz für die Reduzierung der Kaltstartemissionen unter Bedingungen der transienten Motordrehzahl und - last erforderlich.Newer powertrain technologies may require the implementation of emission reduction regardless of engine condition, which may require catalyst warm-up during transient engine speed and load. Under these conditions, the predetermined period for the engine's increased idle time is not available or is not reached, and therefore the set target for both the spark retarded and accumulated engine speeds is not achieved. Therefore, a new approach to reducing cold start emissions under transient engine speed and load conditions is required.

Obwohl die derzeitigen Strategien zur Reduzierung der Kaltstartemissionen von Fahrzeugen ihren Zweck erfüllen, bedarf es eines neuen und verbesserten Systems und Verfahrens zur Umsetzung der Kaltstartstrategie für Emissionen.Although current strategies to reduce vehicle cold-start emissions are fulfilling their purpose, a new and improved system and methodology for implementing the cold-start strategy for emissions is needed.

KURZDARSTELLUNGSUMMARY

Gemäß mehreren Aspekten beinhaltet ein System zum Bestimmen der katalytischen Abschaltbedingungen während der transienten Motordrehzahl und der transienten Motorlast einen Katalysator, der den Abgasausstoß eines Motors aufnimmt. Mindestens eine Abgasparameter-Messvorrichtung misst mindestens einen Parameter des in den Katalysator eintretenden Abgases. Ein Prozessor nimmt die Abgabe der mindestens einen Abgasparameter-Messvorrichtung entgegen und berechnet kontinuierlich eine Enthalpie des Katalysators. Die berechnete Enthalpie des Katalysators wird wiederholt mit einem vorgegebenen Enthalpie-Schwellenwert verglichen, der erforderlich ist, um eine in einem Speicher gespeicherte Katalysatorabschaltung zu erreichen.In various aspects, a system for determining catalytic cut-off conditions during transient engine speed and transient engine load includes a catalyst that receives exhaust emissions from an engine. At least one exhaust gas parameter measuring device measures at least one parameter of the exhaust gas entering the catalytic converter. A processor accepts the delivery of the at least one exhaust gas parameter measuring device and continuously calculates an enthalpy of the catalyst. The calculated enthalpy of the catalyst is repeatedly compared to a predetermined enthalpy threshold required to achieve a catalyst shutdown stored in a memory.

In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung empfängt Eingaben von einem Berechnungsblock, einschließlich eine Abgaseintrittstemperatur, einen Massenluftstrom, einen Massenkraftstoffstrom und einen Katalysatoraufwärmmoduszustand zum Berechnen der Enthalpie des Katalysators.In another aspect of the present disclosure, inputs from a calculation block, including an exhaust gas inlet temperature, a mass air flow, a mass fuel flow, and a catalyst warm-up mode state, are received to calculate the enthalpy of the catalyst.

In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung, im Berechnungsblock, wird der Zustand des Katalysatoraufwärmmodus, der Wahr ist, vor Beginn der Berechnung der Enthalpie des Katalysators bestimmt, wobei der Zustand des Katalysatoraufwärmmodus Wahr ist, identifiziert, ob sich der Katalysator bei einer Temperatur unterhalb der für das katalytische Abblenden erforderlichen Temperatur befindet.In another aspect of the present disclosure, in the calculation block, the state of the catalyst warm-up mode, which is true, is determined prior to starting the calculation of the enthalpy of the catalyst, the state of the catalyst warm-up mode being true, identifies whether the catalyst is at a temperature below that temperature required for the catalytic dimming.

In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein kumulativer Massenstrom am Katalysator vorbeigeführt durch den Prozessor berechnet; und in einem Vergleichsblock wird eine Bestimmung vorgenommen, wenn a) die berechnete Enthalpie des Katalysators größer als der vorgegebene Enthalpie-Schwellenwert ist, und b) wenn der kumulative Massenstrom kleiner als ein vorgegebener kumulativer Massenstromschwellenwert ist.In another aspect of the present disclosure, a cumulative mass flow is calculated on the catalyst passed by the processor; and in a comparison block, a determination is made if a) the calculated enthalpy of the catalyst is greater than the predetermined enthalpy threshold, and b) if the cumulative mass flow is less than a predetermined cumulative mass flow threshold.

In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung, wenn eine Ausgabe aus dem Vergleichsblock für (a) und (b) positiv ist, wird ein diagnostisches Durchgangssignal erzeugt.In another aspect of the present disclosure, when an output from the comparison block for (a) and (b) is positive, a diagnostic through signal is generated.

In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung, wenn eine Ausgabe aus dem Vergleichsblock für (a) und (b) negativ ist, wird ein diagnostisches Fehlersignal erzeugt.In another aspect of the present disclosure, when an output from the comparison block for (a) and (b) is negative, a diagnostic error signal is generated.

In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein kumulativer Massenstrom am Katalysator vorbeigeführt durch den Prozessor berechnet; und in einem Bestimmungsblock wird bestimmt, dass der Zustand des Aufwärmmodus des Katalysators falsch ist und ob der kumulative Massenstrom größer als ein vorgegebener Mindestschwellenwert ist.In another aspect of the present disclosure, a cumulative mass flow is calculated on the catalyst passed by the processor; and in a determination block, it is determined that the state of the warm-up mode of the catalyst is false, and whether the cumulative mass flow is greater than a predetermined minimum threshold.

In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird bei positivem Ausgang des Bestimmungsblocks ein unbestimmtes Diagnosetestsignal erzeugt.In another aspect of the present disclosure, when the determination block is positive, an undetermined diagnostic test signal is generated.

In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird in einem Bestimmungsblock ein aktivierter Status eines Katalysatoraufwärmmodus bestimmt, und wenn ein Ausgang aus dem Bestimmungsblock positiv ist, der anzeigt, dass der Katalysatoraufwärmmodus aktiviert ist, wird eine Anforderung für eine Drehmomentreserve zum Erhöhen einer Abgastemperatur gestellt; und die Drehmomentreserve wird nach der Anforderung für die Drehmomentreserve in einem ersten Berechnungsblock berechnet und integriert.In another aspect of the present disclosure, in a determination block, an activated status of a catalyst warm-up mode is determined, and if an output from the determination block indicating that the catalyst warm-up mode is activated is positive, a request for a torque reserve for increasing an exhaust temperature is made; and the Torque reserve is calculated and integrated after the request for the torque reserve in a first calculation block.

In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Ergebnis aus dem Berechnungsblock als erste Variable in einen Vergleichsblock eingegeben; und ein zweiter Berechnungsblock stellt eine zweite Variable bereit, die einen Energieschwellenwert definiert, der zum Erreichen der Katalysatorabstrahlung auf den Vergleichsblock erforderlich ist.In another aspect of the present disclosure, a result from the calculation block is input as a first variable into a comparison block; and a second calculation block provides a second variable defining an energy threshold required to achieve catalyst radiation to the comparison block.

In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird der Energieschwellenwert, der erforderlich ist, um eine Katalysatorabschaltung zu erreichen, die die zweite Variable definiert, als kumulierter Wert des Abgasstroms integriert; und im Vergleichsblock wird die zweite Variable mit der ersten Variable verglichen, um zu ermitteln, ob die zweite Variable größer als die erste Variable ist, und wenn ein Ausgang aus dem Vergleichsblock negativ ist, ist die Drehmomentreserve ausreichend, um den Enthalpie-Schwellenwert zu erreichen, der für die Katalysatorabschaltung erforderlich ist.In another aspect of the present disclosure, the energy threshold required to achieve a catalyst shutdown defining the second variable is integrated as a cumulative value of the exhaust stream; and in the comparison block, the second variable is compared with the first variable to determine if the second variable is greater than the first variable, and if an output from the comparison block is negative, the torque reserve is sufficient to reach the enthalpy threshold which is required for the catalyst shutdown.

In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung definiert die mindestens eine Abgasparameter-Messvorrichtung jeweils einen Temperatursensor, einen Massenluftstromsensor und einen Massenkraftstoffstromsensor.In another aspect of the present disclosure, the at least one exhaust parameter measuring device each defines a temperature sensor, a mass air flow sensor, and a mass fuel flow sensor.

Gemäß mehreren Aspekten beinhaltet ein Verfahren zum Bestimmen der katalytischen Abstrahlbedingungen eines Katalysators während der transienten Motordrehzahl und der transienten Motorlast: Messen von Abgasbedingungen, die in den Katalysator eintreten, unter Verwendung einer Abgasparametermessvorrichtung; Weiterleiten einer Ausgabe von der Abgasparametermessvorrichtung an einen Prozessor; Berechnen einer Enthalpie des Katalysators im Prozessor; und wiederholtes Vergleichen der Enthalpie des Katalysators mit einem vorbestimmten Enthalpie-Schwellenwert, der erforderlich ist, um eine in einem Speicher gespeicherte Katalysatorabschaltung zu erreichen.In various aspects, a method for determining the catalytic radiation conditions of a catalyst during transient engine speed and transient engine load includes: measuring exhaust conditions entering the catalyst using an exhaust parameter measurement device; Forwarding an output from the exhaust parameter measuring device to a processor; Calculating an enthalpy of the catalyst in the processor; and repeatedly comparing the enthalpy of the catalyst with a predetermined enthalpy threshold required to achieve a catalyst shutdown stored in a memory.

In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet das Verfahren: Bestätigen von, dass sich der Katalysator bei oder unter einer erforderlichen Temperatur für die Katalysatorabschaltung befindet, und Durchführen des Berechnungsschrittes in einem Berechnungsblock, wobei der Berechnungsblock Eingaben empfängt, einschließlich eine Abgastemperatur, einen Massenluftstrom, einen Massenkraftstoffstrom und einen Katal ysatoraufwärmmodus.In a further aspect of the present disclosure, the method includes: confirming that the catalyst is at or below a required catalyst shutdown temperature; and performing the computing step in a calculation block, the computing block receiving inputs including an exhaust temperature, a mass air flow, a mass fuel flow and a catalyst heating mode.

In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet das Verfahren: Bestimmen, ob die berechnete Enthalpie des Katalysators größer als der vorgegebene Enthalpie-Schwellenwert ist.In another aspect of the present disclosure, the method includes: determining whether the calculated enthalpy of the catalyst is greater than the predetermined enthalpy threshold.

In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet das Verfahren: Bestimmen, ob ein Katalysatoraufwärmmodus aktiviert ist; und Anfordern einer Drehmomentreserve, um eine Abgastemperatur zu erhöhen.In another aspect of the present disclosure, the method includes: determining whether a catalyst warm-up mode is activated; and requesting a torque reserve to increase an exhaust gas temperature.

In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet das Verfahren: Identifizieren einer ersten Variablen, die einen Energieschwellenwert definiert, der erforderlich ist, um eine Katalysatorabschaltung zu erreichen, und Eingeben der ersten Variablen in einen Vergleichsblock; Eingeben eines Ergebnisses aus dem Berechnungsschritt in den Vergleichsblock als zweite Variable; und Vergleichen der ersten Variable mit der zweiten Variable, um zu bestimmen, ob die zweite Variable größer als die erste Variable ist, und wenn der Vergleich negativ ist, wird die Drehmomentreserve als ausreichend erachtet, um einen Enthalpie-Schwellenwert zu erreichen, der für die Katalysatorabschaltung erforderlich ist.In another aspect of the present disclosure, the method includes: identifying a first variable that defines an energy threshold required to achieve catalyst shutdown and inputting the first variable into a compare block; Inputting a result from the calculation step into the comparison block as a second variable; and comparing the first variable with the second variable to determine if the second variable is greater than the first variable, and if the comparison is negative, the torque reserve is deemed sufficient to achieve an enthalpy threshold appropriate for the second variable Catalyst shutdown is required.

Gemäß mehreren Aspekten beinhaltet ein Verfahren zum Bestimmen der katalytischen Abschaltbedingungen eines Katalysators während der transienten Motordrehzahl und der transienten Motorlast: Messen von Abgasbedingungen, die in den Katalysator eintreten, unter Verwendung mindestens einer Abgasparametermessvorrichtung; Weiterleiten einer Ausgabe von der mindestens einen Abgasparametermessvorrichtung an einen Prozessor; kontinuierliches Berechnen einer Enthalpie des Katalysators im Prozessor; wiederholtes Vergleichen der berechneten Enthalpie des Katalysators mit einem vorbestimmten Enthalpie-Schwellenwert, der erforderlich ist, um eine in einem Speicher gespeicherte katalytische Abstrahlung zu erreichen; und Berechnen eines kumulativen Massenstroms am Katalysator vorbei.In various aspects, a method for determining catalytic shutdown conditions of a catalyst during transient engine speed and transient engine load includes: measuring exhaust conditions entering the catalyst using at least one exhaust parameter measurement device; Forwarding an output from the at least one exhaust parameter measuring device to a processor; continuously calculating an enthalpy of the catalyst in the processor; repeatedly comparing the calculated enthalpy of the catalyst with a predetermined enthalpy threshold required to achieve catalytic radiation stored in a memory; and calculating a cumulative mass flow past the catalyst.

In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet das Verfahren: Berechnen eines kumulativen Massenstroms am Katalysator vorbei; und Bestimmen, ob: a) die Enthalpie des Katalysators größer als der vorgegebene Enthalpie-Schwellenwert ist, und b) ob der kumulative Massenstrom kleiner als ein vorgegebener kumulativer Massenstromschwellenwert ist.In another aspect of the present disclosure, the method includes: calculating a cumulative mass flow past the catalyst; and determining if: a) the enthalpy of the catalyst is greater than the predetermined enthalpy threshold, and b) the cumulative mass flow is less than a predetermined cumulative mass flow threshold.

In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet das Verfahren: Anfordern einer Drehmomentreserve zum Erhöhen einer Abgastemperatur; und Berechnen und Integrieren der Drehmomentreserve.
Weitere Anwendungsbereiche werden aus der hierin bereitgestellten Beschreibung ersichtlich. Es ist zu beachten, dass die Beschreibung und die spezifischen Beispiele nur dem Zweck der Veranschaulichung dienen und nicht dazu beabsichtigt sind, den Umfang der vorliegenden Offenbarung zu begrenzen.
In another aspect of the present disclosure, the method includes: requesting a torque reserve to increase an exhaust gas temperature; and calculating and integrating the torque reserve.
Other applications will be apparent from the description provided herein. It is to be understood that the description and specific examples are for the purpose of illustration only and are not intended to be construed as including Scope of the present disclosure.

Figurenlistelist of figures

Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich der Veranschaulichung und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.

  • 1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugantriebsstrangs und eines Bordnetzes zum Durchführen einer Kaltstart-Emissionsreduzierungsstrategie gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung;
  • 2 ist ein Flussdiagramm für den Katalysatoraufwärmmodus unter Verwendung der Abgasenthalpie und des kumulativen Abgasmassenstromschwellenwerts als Katalysatorabschaltdiagnose;
  • 3 ist ein Flussdiagramm für den Katalysatoraufwärmmodus unter Verwendung einer Drehmomentreserve als Katalysator-Abschaltaustrittsstrategie; und
  • 4 ist ein Flussdiagramm für den Katalysatoraufwärmmodus unter Verwendung der Abgasenthalpie als Katalysator-Abschaltaustrittsstrategie.
The drawings described herein are for illustration only and are not intended to limit the scope of the present disclosure in any way.
  • 1 FIG. 10 is a schematic illustration of a vehicle powertrain and on-board network for performing a cold start emission reduction strategy in accordance with an aspect of the present disclosure; FIG.
  • 2 FIG. 12 is a flowchart for the catalyst warm-up mode using the exhaust enthalpy and the cumulative exhaust gas mass flow threshold as a catalyst cut-off diagnosis; FIG.
  • 3 FIG. 12 is a flowchart for the catalyst warm-up mode using a torque reserve as a catalyst shut-down exit strategy; FIG. and
  • 4 FIG. 12 is a flowchart for the catalyst warm-up mode using exhaust enthalpy as a catalyst shutoff exit strategy.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Die folgende Beschreibung eines Aspekts ist lediglich exemplarischer Natur und nicht dazu gedacht, die vorliegende Erfindung in ihren An- oder Verwendungen zu beschränken. Aus Gründen der Klarheit werden die gleichen Bezugszeichen in den Zeichnungen verwendet, um ähnliche Elemente zu identifizieren. Wie hierin verwendet, bezieht sich das Aktivieren auf den Betrieb aller Zylinder des Motors. Deaktiviert bezieht sich auf den Betrieb mit weniger als allen Zylindern des Motors (ein oder mehrere Zylinder sind nicht aktiv). Der hierin verwendete Begriff „Prozessor“ bezieht sich auf eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, ein Modul (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppenprozessor) und einen Speicher, der zusammen ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme, eine kombinatorische Logikschaltung oder andere geeignete Komponenten ausführt, die die beschriebene Funktionalität bieten.The following description of one aspect is merely exemplary in nature and is not intended to limit the present invention in its applications or uses. For the sake of clarity, the same reference numbers will be used in the drawings to identify similar elements. As used herein, activation refers to the operation of all cylinders of the engine. Disabled refers to operation with less than all cylinders of the engine (one or more cylinders are not active). The term "processor" as used herein refers to an application specific integrated circuit (ASIC), an electronic circuit, a shared, dedicated or group processor module and a memory that together comprise one or more software or firmware programs, a combinational logic circuit or performs other suitable components that provide the described functionality.

Unter nunmehriger Bezugnahme auf 1 kann ein Fahrzeug 10 jede Art von Kraftfahrzeug einschließlich Verbrennungsmotorfahrzeugen und Hybridfahrzeugen sein und beinhaltet einen Motor 12, der ein Getriebe 14 antreibt. Das Getriebe 14 ist entweder ein Automatik- oder ein Schaltgetriebe, das durch den Motor 12 über einen entsprechenden Drehmomentwandler oder eine Kupplung 16 angetrieben. Luft strömt durch eine Drosselklappe 18 in den Motor 12. Der Motor 12 beinhaltet N-Zylinder 20. Einer oder mehrere der Zylinder 20 können während des Motorbetriebs selektiv deaktiviert werden. Obwohl 1 acht Zylinder (N=8) zeigt, sollte beachtet werden, dass der Motor 12 zusätzliche oder weniger Zylinder 20 beinhalten kann. So sind beispielsweise Motoren mit 4, 5, 6, 8, 10, 12 und 16 Zylindern angedacht. Luft strömt über einen Ansaugkrümmer 22 in den Motor 12 und wird in den Zylindern 20 mit Kraftstoff verbrannt.Referring now to 1 can a vehicle 10 Any type of motor vehicle including combustion engine vehicles and hybrid vehicles and includes an engine 12 that a gear 14 drives. The gear 14 is either an automatic or a manual transmission that is powered by the engine 12 via a corresponding torque converter or a clutch 16 driven. Air flows through a throttle 18 in the engine 12 , The motor 12 includes N-cylinder 20 , One or more of the cylinders 20 can be selectively disabled during engine operation. Even though 1 shows eight cylinders (N = 8), it should be noted that the engine 12 additional or less cylinders 20 may include. For example, engines with 4, 5, 6, 8, 10, 12 and 16 cylinders are being considered. Air flows over an intake manifold 22 in the engine 12 and gets in the cylinders 20 burned with fuel.

Gemäß mehreren Aspekten, wenn das Fahrzeug 10 ein Hybridfahrzeug ist, beinhaltet das Fahrzeug 10 ferner eine elektrische Maschine 24 und eine Batterie 26. Die elektrische Maschine 24 ist jeweils in einem Motor- und einem Generatormodus betreibbar. Im Motormodus wird die elektrische Maschine 24 durch die Batterie 26 angetrieben und treibt das Getriebe 14 an. Im Generatormodus wird die elektrische Maschine 24 durch das Getriebe 14 angetrieben und erzeugt elektrische Energie, die zum Laden der Batterie 26 verwendet wird. Es sollte auch ersichtlich sein, dass die Batterie 26 neben der elektrischen Maschine 24 auch andere Fahrzeugzubehörteile versorgen kann.According to several aspects, when the vehicle 10 a hybrid vehicle includes the vehicle 10 also an electric machine 24 and a battery 26 , The electric machine 24 is operable in each case in a motor and a generator mode. In motor mode, the electric machine 24 through the battery 26 powered and drives the gearbox 14 at. In generator mode, the electric machine 24 through the transmission 14 powered and generates electrical energy required to charge the battery 26 is used. It should also be apparent that the battery 26 next to the electric machine 24 can supply other vehicle accessories.

Eine Steuerung 28 kommuniziert mit dem Motor 12, der elektrischen Maschine 24 und empfängt verschiedene Eingaben von Abgasparameter-Messvorrichtungen, wie beispielsweise Sensoren, wie hierin beschrieben. Ein Fahrzeugführer betätigt ein Gaspedal 30, um die Drosselklappe 18 zu regeln. Insbesondere erzeugt ein Pedalpositionssensor 32 ein Pedalstellungssignal, das an die Steuerung 28 übermittelt wird. Die Steuerung 28 erzeugt basierend auf dem Pedalpositionssignal ein Drosselklappensteuersignal. Ein Drosselklappenstellglied (nicht dargestellt) stellt die Drosselklappe 18 basierend auf dem Drosselklappensteuersignal ein, um den Luftstrom in den Motor 12 zu regeln.A controller 28 communicates with the engine 12 , the electric machine 24 and receives various inputs from exhaust parameter measuring devices, such as sensors, as described herein. A driver presses an accelerator pedal 30 to the throttle 18 to regulate. In particular, a pedal position sensor generates 32 a pedal position signal sent to the controller 28 is transmitted. The control 28 generates a throttle control signal based on the pedal position signal. A throttle actuator (not shown) provides the throttle 18 based on the throttle control signal to the air flow in the engine 12 to regulate.

Der Fahrzeugführer betätigt auch ein Bremspedal 34, um die Fahrzeugbremsung zu regeln. Beim Betätigen des Bremspedals 34 erzeugt ein Bremspositionssensor 36 ein Bremspedalstellungssignal, das an die Steuerung 28 übermittelt wird. Die Steuerung 28 erzeugt basierend auf dem Bremssteuersignal ein Bremspedalstellungssignal. Ein Bremssystem (nicht dargestellt) stellt die Fahrzeugbremsung basierend auf dem Bremssteuersignal ein, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu regeln. Neben dem Pedalpositionssensor 32 und dem Bremspositionssensor 36 erzeugt ein Motordrehzahlsensor 38 basierend auf der Motordrehzahl ein Signal. Ein Ansaugkrümmer-Absolutdruck-(MAP)-Sensor 40 erzeugt basierend auf einem Druck des Ansaugkrümmers 22 ein Signal. Ein Drosselklappenpositionssensor (TPS) 42 erzeugt ein basierend auf einer Drosselklappenstellung ein Signal. Ein Massenluftströmungssensor (MAF) 44 erzeugt basierend auf dem Luftstrom in die Drosselklappe 18 ein Signal.The driver also operates a brake pedal 34 to regulate the vehicle braking. When pressing the brake pedal 34 generates a brake position sensor 36 a brake pedal position signal sent to the controller 28 is transmitted. The control 28 generates a brake pedal position signal based on the brake control signal. A brake system (not shown) adjusts vehicle braking based on the brake control signal to control vehicle speed. Next to the pedal position sensor 32 and the brake position sensor 36 generates an engine speed sensor 38 based on the engine speed, a signal. An intake manifold absolute pressure (MAP) sensor 40 generated based on a pressure of the intake manifold 22 a signal. A throttle position sensor (TPS) 42 generates a signal based on a throttle position. A mass air flow sensor (MAF) 44 generated based on the airflow into the throttle 18 a signal.

Wenn die Anforderungen an die Fahrzeuglast mit einem Drehmoment erfüllt werden können, das von weniger als allen Zylindern 20 erzeugt wird, schaltet die Steuerung 28 den Motor 12 in den deaktivierten Modus. In einer exemplarischen Ausführungsform sind die N/2-Zylinder 20' deaktiviert, wobei ein oder mehrere Zylinder 20' deaktiviert werden können. Nach dem Deaktivieren der ausgewählten Zylinder 20' erhöht die Steuerung 28 die Leistung der restlichen Zylinder 20', indem sie die Position der Drosselklappe 18 einstellt. Die Motorlast wird basierend auf MAP, MAF, RPM und anderen Eingaben bestimmt. Wenn beispielsweise ein Motorvakuum bei einer bestimmten Drehzahl über einem Schwellenwert liegt, kann die Motorlast von weniger als allen Zylindern aufgebracht werden und der Motor 12 wird im deaktivierten Modus betrieben. Wenn das Vakuum unter einem zweiten Schwellenwert für die gegebene Drehzahl liegt, kann die Motorlast nicht von weniger als allen Zylindern bereitgestellt werden, und der Motor 12 wird im aktivierten Modus betrieben.When vehicle load requirements can be met with torque less than all cylinders 20 is generated, the controller switches 28 the engine 12 in deactivated mode. In an exemplary embodiment, the N / 2 cylinders are 20 ' disabled, with one or more cylinders 20 ' can be disabled. After disabling the selected cylinder 20 ' increases the control 28 the performance of the remaining cylinders 20 ' by taking the position of the throttle 18 established. The engine load is determined based on MAP, MAF, RPM and other inputs. For example, if an engine vacuum is above a threshold at a certain speed, the engine load may be less than all cylinders and the engine 12 is operated in deactivated mode. If the vacuum is below a second threshold for the given speed, the engine load can not be provided by less than all the cylinders and the engine 12 is operated in activated mode.

Die Steuerung 28 sieht eine Motordrehzahlregelung vor, um das Motorabtriebsdrehmoment durch Ansaugluft-/Kraftstoff- und Zündzeitpunktregelungen anzupassen, um eine Soll-Motordrehzahl aufrechtzuerhalten. Die Steuerung 28 sieht ein elektronisches Zündzeitpunkt-(EST)-Signal vor, das über eine Leitung 46 an eine Zündsteuerung 48 ausgegeben wird. Die Zündsteuerung 48 reagiert auf das EST-Signal, um eine zeitgesteuerte Ausgabe der Antriebssignale an die Zündkerzen 50 zum Verbrennen der Kraftstoffladung in den Motorzylindern 20 bereitzustellen. Das EST-Signal kann auch Zündzeitpunkt-Signale über einen weiten Zeitbereich bereitstellen. In der Regel ist es wünschenswert, dass der Zündzeitpunkt vor dem oberen Totpunkt des Kolbens liegt, und mit zunehmender Motordrehzahl ist es typisch, den Zündzeitpunkt weiter voranzutreiben.The control 28 provides engine speed control to adjust the engine output torque through intake air / fuel and spark timing controls to maintain a desired engine speed. The control 28 provides an electronic ignition timing (EST) signal, which is sent over one wire 46 to an ignition control 48 is issued. The ignition control 48 responds to the EST signal to timed output of the drive signals to the spark plugs 50 for burning the fuel charge in the engine cylinders 20 provide. The EST signal may also provide spark timing signals over a wide time range. In general, it is desirable that the ignition timing be before the top dead center of the piston, and as the engine speed increases, it is typical to further advance the ignition timing.

Es ist in der Fachwelt auch bekannt, den Zündzeitpunkt auf das Zentrum nach dem oberen Totpunkt zu verzögern. Das Zündzeitpunkt kann verzögert werden, um beispielsweise das Motorabtriebsdrehmoment schnell zu begrenzen oder bei Kaltstarts des Motors, um die Abgastemperatur anzuheben, im Wesentlichen das handelsübliche Motorabtriebsdrehmoment für Wärme. Der Abgasstrom aus dem Motor 12 wird über mindestens einen Katalysator 52 mit einem Katalysator 54 abgegeben, der zum Erreichen einer vorgegebenen Temperatur (Definition von „Katalysatorabschaltung“) erforderlich ist, bevor seine Oxidations- und Reduktionsreaktionen optimal durchgeführt werden. Die Zündzeitpunktverzögerung kann sich bei Kaltstarts des Motors verzögern, um die Abgastemperatur schneller zu erhöhen und damit die Temperatur des Katalysators 54 so schnell wie möglich zu erhöhen und damit die Kraftstoffemissionsnormen schneller zu erreichen. Die vorbestimmte Temperatur, die die Katalysatorabschaltung definiert, und die Bedingungen, die einen Gesamtenthalpiewert definieren, die auch die Katalysatorabschaltung definieren, können in einem Speicher 59 der Steuerung 28 gespeichert werden.It is also known in the art to delay the ignition timing to the center after top dead center. The ignition timing may be retarded, for example, to quickly limit engine output torque or during cold starts of the engine to raise the exhaust gas temperature, substantially the commercial engine output torque for heat. The exhaust gas flow from the engine 12 is about at least one catalyst 52 with a catalyst 54 delivered, which is required to reach a given temperature (definition of "catalyst shutdown") before its oxidation and reduction reactions are optimally performed. The spark retard may be retarded during cold starts of the engine to increase the exhaust gas temperature faster, and thus the temperature of the catalyst 54 increase as quickly as possible and thereby reach the fuel emission standards more quickly. The predetermined temperature that defines the catalyst shutdown and the conditions that define a total enthalpy value that also define the catalyst shutdown may be stored in memory 59 the controller 28 get saved.

Als weiteres Verfahren zum Anheben der Temperatur des Katalysators 54 während des Kaltstarts des Motors kann ein „erhöhter Leerlauf‟ durchgeführt werden, worin die Steuerung 28 für eine vorübergehend erhöhte Leerlaufdrehzahl des Motors über die normale Leerlaufdrehzahl des Motors hinaus signalisiert. Der erhöhte Leerlauf kann sich für einen Zeitraum von ca. 10 bis 40 Sekunden nach dem Motorstart erstrecken. Ein Sollwert wird verwendet, um die Motordrehzahl und den Zündzeitpunkt zu steuern oder bei erhöhtem Leerlauf zu verzögern.As another method for raising the temperature of the catalyst 54 during the cold start of the engine, an "increased idle" can be performed, wherein the control 28 for a temporarily increased engine idle speed beyond the engine's normal idle speed. The increased idle may extend for a period of about 10 to 40 seconds after the engine starts. A setpoint is used to control engine speed and spark timing or to decelerate at increased idle.

Während bestimmter Betriebszeiten ist die gesamte Zeitspanne für den erhöhten Leerlauf möglicherweise nicht verfügbar. Wenn das Fahrzeug beispielsweise mit der von der Batterie 26 angetriebenen elektrischen Maschine 24 beschleunigt, um das Getriebe 14 anzutreiben, aber das Drehmoment zur Deckung des Drehmomentbedarfs unzureichend ist, kann ein Motorstart und eine Drehmomentabgabe erforderlich sein, bevor der Katalysator 54 die minimal erforderliche Temperatur für die Katalysatorabschaltung erreichen kann. Unter diesen Bedingungen ist es wünschenswert, die Abgasnormen weiterhin zu erreichen, während die Motordrehzahl dem Drehmomentbedarf entspricht. Um zu bestimmen, wie derartige Vorgänge bei erhöhtem Leerlauf die Katalysatorabschaltung beeinflussen, können ein oder mehrere Abgastemperatursensoren 56 verwendet werden, die entweder stromaufwärts oder stromabwärts oder sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts des Katalysators 52 angeordnet sein können. Ein Massenkraftstoffströmungssensor 58 kann auch vorgesehen werden.During certain periods of operation, the entire period for increased idle may not be available. For example, if the vehicle is powered by the battery 26 powered electric machine 24 accelerates to the gearbox 14 but the torque is insufficient to cover the torque demand, an engine start and a torque output may be required before the catalyst 54 can reach the minimum required temperature for the catalyst shutdown. Under these conditions, it is desirable to continue to meet emissions standards while engine speed meets torque demand. To determine how such increased-idle events affect catalyst deactivation, one or more exhaust temperature sensors may be used 56 used either upstream or downstream, or both upstream and downstream of the catalyst 52 can be arranged. A mass fuel flow sensor 58 can also be provided.

Unter Bezugnahme auf 2 und erneut auf 1 wird gemäß mehreren Aspekten die Abgasenthalpie unter Bedingungen wie transienter Motordrehzahl und transienter Motorlast als Eingabe in ein Diagnoseverfahren verwendet, das einen Parameter zum Steuern des Kaltstart-Emissionsreduzierungsmodus des Motors definiert. Die Bestimmung einer Abgasenthalpie zur Identifizierung, wann eine Katalysatorabschaltung eintritt, bietet einen alternativen Ansatz zum Bestimmen von Abgasmessabweichungen während eines vorgeschriebenen stationären Motorbetriebszustands, wie beispielsweise während eines erhöhten Leerlaufs, wenn der stationäre Betriebszustand möglicherweise nicht verfügbar ist. Die Abgasenthalpie kann durch die Eingangs- oder Ausgangstemperatur des Katalysators bestimmt werden, beispielsweise mit dem Abgastemperatursensor 56. Unter weiterer Bezugnahme auf 1 befinden sich ein oder mehrere Temperatursensoren, die exemplarisch nur einen einzigen Abgastemperatursensor 56 aufweisen, vor dem/den Katalysator(en) 52, die zur Identifizierung von Abgastemperaturen verwendet werden. Zusätzliche Temperatursensoren (nicht dargestellt) können stromabwärts von jedem Katalysator 52 angeordnet sein.With reference to 2 and again 1 In several aspects, the exhaust enthalpy under conditions such as transient engine speed and transient engine load is used as input to a diagnostic method that defines a parameter for controlling the engine's cold start emission reduction mode. The determination of exhaust enthalpy to identify when catalyst deactivation occurs provides an alternative approach to determining exhaust gas measurement deviations during a prescribed stationary engine operating condition, such as during increased idle when the steady state operating condition may not be available. The exhaust gas enthalpy may be determined by the inlet or outlet temperature of the catalyst, for example the exhaust gas temperature sensor 56 , With further reference to 1 There are one or more temperature sensors, the example only a single exhaust gas temperature sensor 56 in front of the catalyst (s) 52 , which are used to identify exhaust gas temperatures. Additional temperature sensors (not shown) may be downstream of each catalyst 52 be arranged.

Die Abgasenthalpie kann auch durch eine Summierung der Energiezufuhr zu den Katalysatoren 52 bestimmt werden. Bei diesem Ansatz wird die als Gesamtenergieeintrag für die Katalysatoren 52 bestimmte Abgasenthalpie unter Verwendung der Ausgabe von Sensoren, wie beispielsweise dem Temperatursensor 56, dem Luftmassenstromsensor (MAF) 44 und dem unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Kraftstoffmassenstromsensor 58 berechnet.The exhaust gas enthalpy can also be summed up by adding energy to the catalysts 52 be determined. In this approach, the total energy input for the catalysts 52 certain exhaust enthalpy using the output of sensors, such as the temperature sensor 56 , the air mass flow sensor (MAF) 44 and with reference to 1 described fuel mass flow sensor 58 calculated.

Gemäß mehreren Aspekten sind in einem Enthalpie-Summierungsalgorithmus 60 eine Abgastemperatur 62, ein Massenluftstrom 64, ein Massenkraftstoffstrom 66 und ein Katalysatoraufwärmmodus 68 jeweils Eingaben in einen Berechnungsblock 70. Im Berechnungsblock 70 wird zunächst identifiziert, ob der Zustand des Katalysatoraufwärmmodus Wahr 72 ist, was bedeutet, dass sich der Katalysator bei einer Temperatur unterhalb der für die Katalysatorabschaltung erforderlichen Temperatur befindet, wie beispielsweise der Katalysator 52 bei einer Umgebungstemperatur. Wenn der Zustand des Katalysatoraufwärmmodus Wahr 72 ist, wird eine Abgasenthalpie 74 berechnet, und es wird auch ein kumulativer Massenstrom 76 am Katalysator 52 für die Abgasenthalpie 74 vorbei berechnet. Diese Werte können jeweils in die Bestimmung einbezogen werden, ob die Energie- und Temperaturbedingungen für die Katalysatorabschaltung erreicht wurden.According to several aspects are in an enthalpy summation algorithm 60 an exhaust gas temperature 62 , a mass airflow 64 , a mass fuel flow 66 and a catalyst warm-up mode 68 inputs to a calculation block 70 , In the calculation block 70 First, it is identified if the state of the catalyst warm-up mode is True 72 which means that the catalyst is at a temperature below the temperature required for catalyst shutdown, such as the catalyst 52 at an ambient temperature. When the state of the catalyst warm-up mode is True 72 is, becomes an exhaust enthalpy 74 calculated, and it also becomes a cumulative mass flow 76 on the catalyst 52 for the exhaust enthalpy 74 calculated over. These values can each be included in the determination of whether the energy and temperature conditions for catalyst shutdown have been achieved.

Die im Berechnungsblock 70 bestimmte Abgasenthalpie 74 kann mit den folgenden Integralgleichungen (1) und (2) berechnet werden: Q Im Strom = m ˙   x  C p ( T ) x  T in  dt

Figure DE102019109658A1_0001
Im Strom = ( ψ Luft + m ˙ Kraftstoff )  dt
Figure DE102019109658A1_0002
The in the calculation block 70 certain exhaust enthalpy 74 can with the following integral equations ( 1 ) and ( 2 ) be calculated: Q In the stream = m ˙ x C p ( T ) x T in dt
Figure DE102019109658A1_0001
m In the stream = - ( ψ air + m ˙ fuel ) dt
Figure DE102019109658A1_0002

Wobei Q Im Strom der kumulative Energiefluss in den Katalysator 52 ist, und m Im Strom der kumulative Massenstrom ist, der am Katalysator 52 vorbeiführt.Where Q in the stream is the cumulative flow of energy into the catalyst 52 is, and m In the stream is the cumulative mass flow that is at the catalyst 52 passes.

Als Diagnosewerkzeug wird in einem nachfolgenden Vergleichsblock 78 bestimmt, ob a) die berechnete Abgasenthalpie 74 größer als ein vorgegebener Enthalpie-Schwellenwert ist, UND b) ob der kumulative Massenstrom 76 kleiner als ein vorgegebener kumulativer Massenstromschwellenwert ist. Wenn ein Ausgang 82 aus dem Vergleichsblock 78 für die vorstehenden Punkte (a) und (b) positiv ist, wird ein diagnostisches Durchgangssignal 84 erzeugt. Wenn ein Ausgang 86 aus dem Vergleichsblock 78 negativ ist, wird in einem kumulativen Block 88 bestimmt, ob der kumulative Massenstrom 76 kleiner als ein vorgegebener Massenstromschwellenwert ist. Wenn ein Ausgang 92 aus dem kumulativen Block 88 negativ ist, wird ein Diagnosefehlersignal 94 erzeugt.As a diagnostic tool is in a subsequent comparison block 78 determines whether a) the calculated exhaust enthalpy 74 is greater than a predetermined enthalpy threshold, AND b) is the cumulative mass flow 76 is less than a given cumulative mass flow threshold. If an exit 82 from the comparison block 78 is positive for the above items (a) and (b) becomes a diagnostic passing signal 84 generated. If an exit 86 from the comparison block 78 is negative, is in a cumulative block 88 determines if the cumulative mass flow 76 is less than a predetermined mass flow threshold. If an exit 92 from the cumulative block 88 is negative, becomes a diagnostic error signal 94 generated.

Wenn ein Ausgang 96 aus dem kumulativen Block 88 positiv ist, wird in einem Bestimmungsblock 98 bestimmt, ob der Zustand 68 des Katalysatoraufwärmmodus falsch 100 ist und ob der kumulative Massenstrom 76 größer als ein vorgegebener Mindestschwellenwert 102 ist. Wenn ein Ausgang 104 des Bestimmungsblocks 98 negativ ist, kehrt das Programm zum Berechnungsblock 70 zurück. Wenn ein Ausgang 106 aus dem Bestimmungsblock 98 positiv ist, gilt der Diagnosetest als unbestimmt und es wird ein unbestimmtes Signal 108 des Diagnosetests erzeugt. Die Enthalpie in den Katalysator 52 wird gemessen, bis ein vorgegebenes Energieniveau erreicht ist, wobei davon ausgegangen wird, dass die Katalysatorabstrahlung erreicht ist. Die Diagnose vergleicht sowohl Energieals auch Massenströme. Wenn der Energiefluss größer als der Massenstrom ist, kann es zu einer Katalysatorabstrahlung kommen und der Diagnosedurchgang wird identifiziert. Wenn der Massenstrom größer als der Energiefluss ist, schlägt die Diagnose fehl und wird wiederholt. Die Diagnose ist nicht zeitabhängig und wird fortgesetzt, es sei denn, es wird ein Zustand „Fehler anstehend“ identifiziert, der das unbestimmte Ergebnis definiert. Das unbestimmte Ergebnis kann beispielsweise dann eintreten, wenn ein Motorstart erfolgt, der Motor aber vor Ablauf einer Zeitspanne abgeschaltet wird, die zum Erreichen der Katalysatorabstrahlung ausreicht.If an exit 96 from the cumulative block 88 is positive, is in a determination block 98 determines if the condition 68 the catalyst warm-up mode is false 100 and whether the cumulative mass flow 76 greater than a predetermined minimum threshold 102 is. If an exit 104 of the determination block 98 is negative, the program returns to the calculation block 70 back. If an exit 106 from the determination block 98 is positive, the diagnostic test is considered indefinite and it becomes an indeterminate signal 108 of the diagnostic test. The enthalpy in the catalyst 52 is measured until a predetermined energy level is reached, assuming that the catalyst radiation is reached. The diagnosis compares both energy and mass flow. If the energy flow is greater than the mass flow, then catalyst radiation may occur and the diagnostic run is identified. If the mass flow is greater than the energy flow, the diagnosis fails and is repeated. The diagnosis is not time-dependent and will continue unless an error-pending state is identified that defines the indeterminate result. The indefinite result may occur, for example, when an engine start, but the engine is switched off before the expiration of a time sufficient to achieve the catalyst radiation.

Unter Bezugnahme auf 3 und erneut auf die 1 und 2 integriert ein Verfahren zum Bestimmen der Abgasenthalpie eine Drehmomentreserve als Parameter für eine Austrittsstrategie aus dem Katalysatoraufwärmmodus. Die Drehmomentreserve wird definiert als ein Drehmomentpotenzialwert der Kurbelwelle. Eine Drehmomentreserve kann aufgrund eines verzögerten Zündzeitpunkts während eines Kaltstartmodus des Motors verfügbar sein, der die Verbrennung verzögert und somit eine Differenz zwischen dem potenziellen Wert des Drehmoments und einem tatsächlich gelieferten Drehmoment erzeugt. Die Werte der Drehmomentreserve werden im Laufe der Zeit integriert, und wenn ein Schwellenwert erreicht wird, der auf einem kumulierten Abgasdurchflusswert basiert, wird der Drehmomentreservewert als Grundlage verwendet, um zu bestimmen, ob die erforderliche erhöhte Abgasenthalpie erreicht wurde, um eine katalytische Abstrahlung zu erreichen.With reference to 3 and again on the 1 and 2 For example, a method of determining exhaust enthalpy integrates a torque reserve as a parameter for an exit strategy from the catalyst warm-up mode. The torque reserve is defined as a torque potential value of the crankshaft. A torque reserve may be available due to a retarded spark timing during a cold start mode of the engine that delays combustion and thus produces a difference between the potential value of the torque and a torque actually delivered. The torque reserve values are integrated over time, and when a threshold based on a cumulated exhaust flow value is reached, the torque reserve value is used as the basis to determine if the torque reserve value is being used required increased exhaust gas enthalpy was achieved in order to achieve a catalytic radiation.

Gemäß einem Integrationsalgorithmus 110 zur Enthalpie der Drehmomentreserve wird an einem Bestimmungsblock 114 ein Katalysatoraufwärmmodus- Status 112 bestimmt. Wenn ein Ausgang 116 aus dem Bestimmungsblock 114 positiv ist,, der anzeigt, dass der Katalysatoraufwärmmodus aktiviert ist, wird in einem Anforderungsschritt 118 eine Anforderung für eine Drehmomentreserve zur Erhöhung einer Abgastemperatur gestellt. Nach der Anforderung der Drehmomentreserve 118 wird in einem Berechnungsblock 120 eine Drehmomentreserve berechnet und integriert. Das Ergebnis aus dem Berechnungsblock 120 wird als erste Variable in einen Vergleichsblock 122 eingegeben. Eine zweite Variable, die einen Energieschwellenwert definiert, der zum Erreichen der Katalysatorabschaltung erforderlich ist, wird aus einem zweiten Berechnungsblock 124 erhalten und in den Vergleichsblock 122 eingegeben. Wie vorstehend erwähnt, ist der Energieschwellenwert, der erforderlich ist, um eine Katalysatorabschaltung zu erreichen, die als zweite Variable verwendet wird, als ein akkumulierter Abgasdurchflusswert integriert. Im Vergleichsblock 122 wird die zweite Variable, die den Energieschwellenwert definiert, der erforderlich ist, um eine Katalysatorabschaltung zu erreichen, mit der ersten Variablen verglichen, die aus dem Berechnungsblock 120 erhalten wird, um zu bestimmen, ob die zweite Variable größer als die erste Variable ist. Wenn ein Ausgang 126 aus dem Vergleichsblock 122 negativ ist, reicht die verfügbare Drehmomentreserve aus, um den für die Katalysatorabschaltung erforderlichen Energieschwellenwert zu erreichen, und der Algorithmus kehrt zum Anforderungsschritt 118 zurück und wiederholt diesen.According to an integration algorithm 110 to the enthalpy of the torque reserve is at a determination block 114 a catalyst warm-up mode status 112 certainly. If an exit 116 from the determination block 114 is positive, indicating that the catalyst warm-up mode is activated, becomes in a request step 118 made a request for a torque reserve to increase an exhaust gas temperature. After requesting the torque reserve 118 is in a calculation block 120 calculated and integrated a torque reserve. The result from the calculation block 120 is the first variable in a comparison block 122 entered. A second variable, which defines an energy threshold required to achieve catalyst shutdown, becomes a second calculation block 124 get and in the comparison block 122 entered. As mentioned above, the energy threshold required to achieve a catalyst cutoff used as a second variable is integrated as an accumulated exhaust gas flow value. In the comparison block 122 For example, the second variable defining the energy threshold required to achieve a catalyst shutdown is compared to the first variable obtained from the calculation block 120 is obtained to determine if the second variable is greater than the first variable. If an exit 126 from the comparison block 122 is negative, the available torque reserve is sufficient to achieve the energy threshold required for catalyst deactivation and the algorithm returns to the request step 118 back and repeat this.

Wenn ein Ausgang 128 aus dem Vergleichsblock 122 positiv ist, ist die verfügbare Drehmomentreserve nicht ausreichend, um den für die Katalysatorabschaltung erforderlichen Energieschwellenwert zu erreichen. Der Algorithmus stellt ein Response-Gate 130 zur Verfügung, das den Ausgang 128 vom Vergleichsblock 122 empfängt. Wenn darüber hinaus ein Ausgang des Bestimmungsblocks 114 negativ ist,, der anzeigt, dass der Katalysatoraufwärmmodus nicht aktiviert ist, wird die negative Reaktion des Bestimmungsblocks 114 ebenfalls an das Response-Gate 130 weitergeleitet. Jede Reaktion, die vom negativen Response-Gate 130 empfangen wird, führt zu einer Markierung 132, die anzeigt, dass keine Drehmomentreserve angefordert werden sollte, und der Algorithmus endet bei einem Schritt 134.If an exit 128 from the comparison block 122 is positive, the available torque reserve is insufficient to achieve the energy threshold required for catalyst shutdown. The algorithm provides a response gate 130 available, which is the output 128 from the comparison block 122 receives. If, in addition, an output of the determination block 114 is negative, indicating that the catalyst warm-up mode is not activated, becomes the negative response of the determination block 114 also to the response gate 130 forwarded. Every reaction coming from the negative response gate 130 is received leads to a mark 132 indicating that no torque reserve should be requested, and the algorithm ends in one step 134 ,

Unter Bezugnahme auf 4 und erneut auf die 1 bis 3 integriert ein Verfahren zum Bestimmen der Abgasenthalpie eine kumulative Abgasenthalpie als Parameter für eine Ausstiegsstrategie aus dem Katalysatoraufwärmmodus. Die Drehmomentreserve, wie vorstehend definiert, wird zur Erhöhung der Abgastemperatur verwendet. Die Werte der Abgasenthalpie in den Katalysator werden im Laufe der Zeit integriert und bei Erreichen eines Schwellenwerts wird der Wärmeenergieschwellenwert für die Katalysatorabschaltung als Grundlage verwendet, um zu ermitteln, ob die erforderliche erhöhte Abgasenthalpie erreicht wurde, um eine katalytische Abschaltung zu erreichen.With reference to 4 and again on the 1 to 3 For example, a method of determining exhaust enthalpy integrates cumulative exhaust enthalpy as a parameter for an exit strategy from the catalyst warm-up mode. The torque reserve, as defined above, is used to increase the exhaust gas temperature. The exhaust gas enthalpy values into the catalyst are integrated over time, and upon reaching a threshold, the thermal energy threshold for catalyst deactivation is used as the basis to determine if the required increased exhaust enthalpy has been achieved to achieve catalytic shutdown.

Gemäß einem Integrationsalgorithmus 136 zur Enthalpie des Katalysators wird an einem Bestimmungsblock 140 ein Katalysatoraufwärmmodus- Status 138 bestimmt. Wenn ein Ausgang 142 aus dem Bestimmungsblock 140 positiv ist, was anzeigt, dass der Katalysatoraufwärmmodus aktiviert ist, wird in einem Anforderungsschritt 144 eine Anforderung für eine Drehmomentreserve zur Erhöhung einer Abgastemperatur gestellt. Nach der Anforderung der Drehmomentreserve 144 wird in einem Berechnungsblock 146 eine Abgasenthalpie in den Katalysator 54 berechnet und integriert. Das Ergebnis aus dem Berechnungsblock 146 wird als erste Variable in einen Vergleichsblock 148 eingegeben. Eine zweite Variable, die einen Energieschwellenwert definiert, der zum Erreichen der Katalysatorabschaltung erforderlich ist, wird aus einem zweiten Berechnungsblock 150 erhalten und in den Vergleichsblock 148 eingegeben. Wie vorstehend erwähnt, ist der Energieschwellenwert, der erforderlich ist, um eine Katalysatorabschaltung zu erreichen, die als zweite Variable verwendet wird, als ein akkumulierter Abgasdurchflusswert integriert. Im Vergleichsblock 148 wird die zweite Variable, die den Energieschwellenwert definiert, der erforderlich ist, um eine Katalysatorabschaltung zu erreichen, mit der ersten Variablen verglichen, die aus dem Berechnungsblock 146 erhalten wird, um zu bestimmen, ob die zweite Variable größer als die erste Variable ist. Wenn ein Ausgang 152 aus dem Vergleichsblock 148 negativ ist, reicht die verfügbare Abgasenthalpie aus, um den für die Katalysatorabschaltung erforderlichen Energieschwellenwert zu erreichen, und der Algorithmus kehrt zum Anforderungsschritt 144 zurück und wiederholt diesen.According to an integration algorithm 136 to the enthalpy of the catalyst is at a determination block 140 a catalyst warm-up mode status 138 certainly. If an exit 142 from the determination block 140 is positive, indicating that the catalyst warm-up mode is activated becomes a request step 144 made a request for a torque reserve to increase an exhaust gas temperature. After requesting the torque reserve 144 is in a calculation block 146 an exhaust gas enthalpy into the catalyst 54 calculated and integrated. The result from the calculation block 146 is the first variable in a comparison block 148 entered. A second variable, which defines an energy threshold required to achieve catalyst shutdown, becomes a second calculation block 150 get and in the comparison block 148 entered. As mentioned above, the energy threshold required to achieve a catalyst cutoff used as a second variable is integrated as an accumulated exhaust gas flow value. In the comparison block 148 For example, the second variable defining the energy threshold required to achieve a catalyst shutdown is compared to the first variable obtained from the calculation block 146 is obtained to determine if the second variable is greater than the first variable. If an exit 152 from the comparison block 148 is negative, the available exhaust enthalpy is sufficient to reach the energy threshold required for the catalyst shutdown, and the algorithm returns to the request step 144 back and repeat this.

Wenn ein Ausgang 154 aus dem Vergleichsblock 148 positiv ist, reicht die verfügbare Abgasenthalpie nicht aus, um den für die Katalysatorabstrahlung erforderlichen Energieschwellenwert zu erreichen. Der Algorithmus stellt ein Response-Gate 156 zur Verfügung, das den Ausgang 154 vom Vergleichsblock 148 aufnimmt. Wenn darüber hinaus ein Ausgang des Bestimmungsblocks 140 negativ ist,, der anzeigt, dass der Katalysatoraufwärmmodus nicht aktiviert ist, wird die negative Reaktion des Bestimmungsblocks 140 ebenfalls an das Response-Gate 156 weitergeleitet. Jede Reaktion, die vom negativen Response-Gate 156 empfangen wird, führt zu einer Markierung 158, die anzeigt, dass keine Drehmomentreserve angefordert werden sollte, und der Algorithmus endet bei einem Schritt 160.If an exit 154 from the comparison block 148 is positive, the available exhaust enthalpy is insufficient to achieve the energy threshold required for the catalyst radiation. The algorithm provides a response gate 156 available, which is the output 154 from the comparison block 148 receives. If, in addition, an output of the determination block 140 is negative, indicating that the catalyst warm-up mode is not activated, becomes the negative response of the determination block 140 also to the response gate 156 forwarded. Every reaction coming from the negative response gate 156 is received leads to a mark 158 indicating that no torque reserve should be requested, and the algorithm ends in one step 160 ,

Ein System und Verfahren zum Bestimmen der Abgasenthalpie unter Bedingungen, einschließlich transienter Motordrehzahl und transienter Motorlast der vorliegenden Offenbarung, bietet mehrere Vorteile. Diese beinhalten die Verwendung der Abgasenthalpie als Eingabe in ein Diagnoseverfahren im Gegensatz zur Verwendung von Messabweichungen von einem vorgeschriebenen konstanten Motorbetriebszustand. Das vorliegende Verfahren bietet auch eine allgemeine Strategie für das Aufwärmen des Wandlers und die Möglichkeit, eine Kaltstartstrategie für den Lastbetrieb zu diagnostizieren. Das vorliegende Verfahren ist energiebasiert und kann sowohl im stationären als auch im stationären Drehzahl- und Lastbereich eingesetzt werden. Die Strategie verwendet die Abgasenthalpie, welche die gesamte Wärmeenergie in den Katalysator einbringt und als Wartungsparameter gilt und somit unter allen Fahrbedingungen angewendet werden kann. Gemäß mehreren Aspekten sieht das vorliegende Verfahren zwei Ausstiegsstrategien vor, darunter eine erste Strategie in Bezug auf eine Menge einer Drehmomentreserve, die zum Erhöhen der Abgastemperatur erforderlich ist, um die Katalysatorabstrahlung zu erreichen, und eine zweite Strategie in Bezug auf eine gesamte Abgasenthalpie in den Katalysator, um die Katalysatorabschaltung zu erreichen.A system and method for determining exhaust enthalpy under conditions including transient engine speed and transient engine load of the present disclosure offers several advantages. These include the use of exhaust enthalpy as input to a diagnostic procedure as opposed to using measurement deviations from a prescribed constant engine operating condition. The present method also provides a general strategy for warming up the transducer and the ability to diagnose a cold start strategy for load operation. The present method is energy-based and can be used both in stationary and in the stationary speed and load range. The strategy uses the exhaust enthalpy, which introduces all of the heat energy into the catalytic converter and is considered a maintenance parameter that can be used under all driving conditions. In various aspects, the present method provides for two exit strategies, including a first strategy regarding an amount of torque reserve required to increase exhaust temperature to achieve catalyst radiation, and a second strategy for total exhaust enthalpy into the catalyst to achieve catalyst shutdown.

Die Beschreibung der vorliegenden Offenbarung ist nur als Beispiel zu verstehen und Variationen, die sich nicht vom Kern der Erfindung entfernen, werden als im Rahmen der Erfindung befindlich vorausgesetzt. Solche Varianten sollen nicht als eine Abweichung vom Sinn und Umfang der Erfindung betrachtet werden.The description of the present disclosure is to be considered as an example only, and variations that do not depart from the gist of the invention are intended to be within the scope of the invention. Such variants are not to be regarded as a departure from the spirit and scope of the invention.

Claims (9)

System zum Bestimmen von katalytischen Abschaltbedingungen während der transienten Motordrehzahl und der transienten Motorlast, umfassend: einen Katalysator, der konfiguriert ist, um die Abgasleistung eines Motors zu empfangen; mindestens eine Abgasparameter-Messvorrichtung, die konfiguriert ist, um mindestens einen Parameter des in den Katalysator eintretenden Abgases zu messen; einen Prozessor, der konfiguriert ist, zum: Empfangen der Ausgabe von der mindestens einen Abgasparameter-Messvorrichtung; kontinuierliches Berechnen einer Enthalpie des Katalysators; und wiederholtes Vergleichen der Enthalpie des Katalysators mit einem vorbestimmten Enthalpie-Schwellenwert, der erforderlich ist, um eine in einem Speicher gespeicherte Katalysatorabschaltung zu erreichen.A system for determining catalytic cut-off conditions during transient engine speed and transient engine load, comprising: a catalyst configured to receive the exhaust gas output of an engine; at least one exhaust parameter measuring device configured to measure at least one parameter of the exhaust gas entering the catalyst; a processor configured to: Receiving the output from the at least one exhaust parameter measuring device; continuously calculating an enthalpy of the catalyst; and repeatedly comparing the enthalpy of the catalyst with a predetermined enthalpy threshold required to achieve a catalyst shutdown stored in a reservoir. System nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Berechnungsblock, der konfiguriert ist, um Eingaben zu empfangen, einschließlich eine Abgaseintrittstemperatur, einen Massenluftstrom, einen Massenkraftstoffstrom und einen Katalysatoraufwärmmoduszustand zum Berechnen der Enthalpie des Katalysators.System after Claim 1 10, further comprising a calculation block configured to receive inputs including an exhaust inlet temperature, a mass air flow, a mass fuel flow, and a catalyst warm-up mode state for calculating the enthalpy of the catalyst. System nach Anspruch 2, worin im Berechnungsblock der Katalysatoraufwärmmoduszustand, der Wahr ist, wird, bevor das Berechnen der Enthalpie des Katalysators eingeleitet wird, der Katalysatoraufwärmmoduszustand als Wahr identifiziert, wobei der Katalysator bei einer Temperatur unterhalb derjenigen liegt, die für die Katalysatorabschaltung erforderlich ist.System after Claim 2 wherein in the calculation block, the catalyst warm-up mode condition that is true, before calculating the enthalpy of the catalyst is initiated, identifies the catalyst warm-up mode condition as true, wherein the catalyst is at a temperature below that required for the catalyst shutdown. System nach Anspruch 2, worin der Prozessor konfiguriert ist, um einen kumulativen Massenstrom durch den Katalysator zu berechnen, wobei das System ferner einen Vergleichsblock beinhaltet, der konfiguriert ist, um a) zu bestimmen, ob die berechnete Enthalpie des Katalysators größer als der vorbestimmte Enthalpie-Schwellenwert ist, und b) ob der kumulative Massenstrom kleiner als ein vorgegebener kumulativer Massenstromschwellenwert ist.System after Claim 2 wherein the processor is configured to calculate a cumulative mass flow through the catalyst, the system further including a comparison block configured to: a) determine whether the calculated enthalpy of the catalyst is greater than the predetermined enthalpy threshold; and b) if the cumulative mass flow is less than a predetermined cumulative mass flow threshold. System nach Anspruch 4, worin das System konfiguriert ist, um ein diagnostisches Durchgangssignal zu erzeugen, wenn ein Ausgang aus dem Vergleichsblock für (a) und (b) positiv ist.System after Claim 4 wherein the system is configured to generate a diagnostic pass signal when an output from the compare block for (a) and (b) is positive. System nach Anspruch 4, worin, wenn ein Ausgang aus dem Vergleichsblock für (a) und (b) negativ ist, ein diagnostisches Fehlersignal erzeugt wird.System after Claim 4 in which, when an output from the comparison block for (a) and (b) is negative, a diagnostic error signal is generated. System nach Anspruch 2, worin der Prozessor konfiguriert ist, um einen kumulativen Massenstrom am Katalysator vorbei zu berechnen, wobei das System ferner einen Bestimmungsblock beinhaltet, worin, wenn bestimmt wird, dass der Zustand des Katalysatoraufwärmmodus falsch ist und wenn der kumulative Massenstrom größer als ein vorgegebener Mindestschwellenwert ist.System after Claim 2 wherein the processor is configured to calculate a cumulative mass flow past the catalyst, the system further including a determination block, wherein if it is determined that the condition of the catalyst warm-up mode is false and if the cumulative mass flow is greater than a predetermined minimum threshold. System nach Anspruch 7, worin das System konfiguriert ist, um ein unbestimmtes Diagnosetestsignal zu erzeugen, wenn ein Ausgang des Bestimmungsblocks positiv ist.System after Claim 7 wherein the system is configured to generate an indeterminate diagnostic test signal when an output of the determination block is positive. System nach Anspruch 1, ferner beinhaltend: einen Bestimmungsblock, der konfiguriert ist, um einen aktivierten Status des Katalysatoraufwärmmodus zu bestimmen, und wenn ein Ausgang des Bestimmungsblocks positiv ist, der den Katalysatoraufwärmmodus anzeigt, der aktiviert ist, wird eine Anforderung für eine Drehmomentreserve zur Erhöhung einer Abgastemperatur ausgegeben; und einen ersten Berechnungsblock, der konfiguriert ist, um die Drehmomentreserve nach der Anforderung für die Drehmomentreserve zu berechnen und zu integrieren.System after Claim 1 , further comprising: a determination block configured to determine an activated state of the catalyst warm-up mode, and when an output of the determination block indicating the catalyst warm-up mode that is activated is positive, a request for a torque reserve for increasing an exhaust gas temperature is output; and a first calculation block configured to adjust the torque reserve after Calculate and integrate requirement for the torque reserve.
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